Compuestos de Coordinación

INTRODUCCION

Los compuestos de coordinación o complejos contienen iones metálicos unidos a varios aniones o moléculas circundantes conocidos como ligandos. El ion metálico y sus ligandos constituyen la esfera de Coordinación del complejo.

El átomo del ligando que se une al ion metálico es el átomo donador. El número de átomos donadores unidos al ion metálico es el número de coordinación del ion metálico. Los números de coordinación más comunes son 4 y 6; las geometrías de coordinación más comunes son la tetraédrica, la plana cuadrada y la octaédrica.

Los compuestos de coordinación se designan empleando un conjunto de reglas sistemáticas de nomenclatura:
(1) Los aniones se nombran antes que los cationes.
(2) En un complejo los ligandos se enumeran alfabéticamente antes de dar el nombre del metal. (3) Los nombres de los ligandos aniónicos terminan en la letra o.
(4) Se usan prefijos griegos (di, tri, etc.) para indicar el número de ligandos de cada clase cuando hay más de una.
(5) Si el complejo es un anión, su nombre termina en -ata.
(6) El número de oxidación del metal se indica entre paréntesis e n números romanos después del nombre del metal.

REACCIONES DE LOS COMPUESTOS DE COORDINACION

Los iones complejos experimentan reacciones de intercambio o sustitución de ligando cuando están en disolución. La velocidades de la de estas reacciones son muy variables, según la naturaleza del ion metálico y de los ligando.

Cuando se estudian las reacciones de intercambio del ligante, es útil distinguir entre la estabilidad de un ion complejo y su tendencia a reaccionar, a lo cual se le llama LABILIDAD CINETICA. La estabilidad en este contexto es una propiedad termodinámica, que se mide en
Suelen estudiarse en disolución, frecuentemente en disolución acuosa. Las moléculas del disolvente y ligando compiten por unirse al ion central. La formación de un complejo con un ligando consiste en la sustitución de las moléculas del disolvente unidad al metal por las del nuevo ligando. Hay aspectos cinéticos y termodinámicos que deben ser tenidos en cuenta en la formación y en las reacciones de los complejos de coordinación.

Labilidad e inercia
Los términos lábil e inerte son términos cinéticos que se refieren a la velocidad de reacción. Los
términos estable o inestable se reservan principalmente para los aspectos termodinámicos y están relacionados con los cambios de energía libre, entalpía y entropía. Un elevado valor negativo de la energía libre conduce a la formación de un complejo estable, con una constante de formación.

LA METALURGIA
Es la ciencia y técnica de la obtención y tratamiento de los metales desde minerales metálicos, hasta los no metálicos. También estudia la producción de aleaciones.

Los procesos metalúrgicos comprenden las siguientes fases:
Obtención del metal a partir del mineral que lo contiene en estado natural, separándolo de la ganga.
El afino, enriquecimiento o purificación: eliminación de las impurezas que quedan en el metal.
Elaboración de aleaciones.
Otros tratamientos del metal para facilitar su uso.


Operaciones básicas de obtención de metales:
Operaciones físicas: triturado, molido, filtrado (a presión o al vacío), centrifugado, decantado, flotación, disolución, destilación, secado, precipitación física.
Operaciones químicas: tostación, oxidación, reducción, hidrometalurgia, electrólisis, hidrólisis, lixiviación mediante reacciones ácido-base, precipitación química, electrodeposición, cianuración.

AGENTES QUELANTES TERAPEUTICOS
El plomo se le ha denominado a veces el veneno que está en todas las partes debido a lo extenso de sus aplicaciones: conducciones de agua, cerámicas, vidrio, pinturas, vegetación de los bordes de las carreteras. Parece que la toxicidad se debe sobre todo a la unión a las proteínas especialmente a los restos azufrados de las mismas. Se utiliza ‘EDTA’ pero la sal cálcica CaH2EDTA para evitar que se pierda calcio del organismo pues a él se uniría también el ligando quelato. Se usa también en intoxicaciones con hierro, cobre, berilio cinc y cobalto. Se administra por vía intravenosa o intramuscular. También se puede utilizar la penicilamina como antídoto del plomo: Es un quelato tridentino con un átomo de azufre lo que proporciona un ligando blando que se une bien al Pb2+, blando. Otros metales, ácidos blandos, con los que se une bien son oro bismuto y mercurio. Puede administrarse por vía oral. El berilio puede eliminarse también en forma soluble como complejo con el ácido aurintricanboxílico o aluminón, que es un reactivo de para la determinación del Al(III); es un ejemplo de las relaciones diagonales del Sistema Periódico.


Otro antídoto es el BAL (British Anti-Lewisite), con dos grupos mercapto (-SH) que se unen a metales blandos. Se desarrolló durante la Primera Guerra Mundial para combatir gases con arsénico como la lewisita (de W. Lee Lewis). También se usa para el oro, pero no para mercurio o bismuto ya que en estos casos distribuye el complejo por todo el organismo.
La penicilamina y el BAL han sido utilizados para la enfermedad de Wilson, desorden metabólico caracterizado por una acumulación de cobre en el organismo. Un síntoma de esta enfermedad son los anillos de color cobre, anillos de Kayser-Fleischer, en la córnea. El tratamiento es de por vida, ya que no hay cura para esta enfermedad.


El primer incidente en la era moderna de intoxicación con mercurio tuvo lugar en la bahía de Minamata, Japón, en 1953. Muchos pescadores y sus familias fueron envenenados al comer pescado y que contenía cantidades elevadas de mercurio, vertido por una factoría de cloruro de polivinilo NNNNNH2OOHOHHHHHPOOOOPOOOPOOOMgH2OOH2OH2H2Oβ,γ-Mg-ATP (adenosina) NNNNNH2OOHOHHHHHPOOOOPOOOPOOOMgH2OOH2OH2H2Oβ,γ-Mg-ATP (adenosina-5'-trifosfato)

USOS DE LOS AGENTES QUELANTES
En el envenenamiento de plomo se utiliza el edetato de calcio disódico (CaNa2EDTA) o la D-penicilamina.
En tratamiento de la sobreexposición ocupacional a sustancias radioactivas como el plutonio, torio, uranio y radioitrio se utiliza el Ácido dietilentriaminopentaacético o DTPA.

En envenenamiento por mercurio se emplea dimercaprol (BAL) en casos de exposición grave o en pacientes sintomáticos o D-penicilamina en casos de exposición de bajo nivel o en pacientes que no presentan síntomas. Así mismo puede utilizarse un derivado de la penicilamina, el N-acetil-D-penicilamina (NAP) se ha usado con éxito en pacientes que requieren tratamiento contra al intoxicación por mercurio.[1]
En envenenamiento debido a arsénico es de utilidad el dimercaprol y la continuación de la terapia se sigue con penicilamina. Así mismo, en caso de síntomatología recurrente puede emplearse un derivado del dimercaprol, el succímero del ácido 2,3 dimercaptosuccínico.
En la intoxicación por cadmio se administra EDTA en su forma de edetato de calcio disódico. No se utiliza el dimercaprol debido a que se ha observado que incrementa la nefrotoxicidad. La terapia se instaura lo más rapidamente posible porque debido a la distribución del metal puede llegar a sitios donde el quelante no puede alcanzarlo.[2]
En la intoxicación por hierro se puede emplear la deferoxamina.
En la Enfermedad de Wilson, donde hay un exceso de cobre en el cuerpo se puede usar la trientina (Trietilentetramina) se usa para tratar la enfermedad de Wilson, una enfermedad en la cual hay demasiado cobre en el cuerpo
BENEFICIOS.-
Actualmente se ha comprobado que la quelación tiene (entre muchos otros) los siguientes efectos benéficos:
Elimina el calcio de las placas ateromatosas.
Reduce la calcificación de las válvulas cardiacas.
Cura la angina de pecho.
Aumenta la flexibilidad y elasticidad de las arterias.
Reduce y mejora las várices internas y externas
Reduce el tamaño de los cálculos renales.
Evita la gangrena.
Ayuda a normalizar las arritmias cardiacas
Reduce o relaja excesivas contracciones cardiacas
Mejora la sintomatología del Parkinson.
Disuelve trombos arteriales.
Produce la baja y normalización de la tensión arterial.
Reduce los niveles de colesterol en sangre.
Previene el depósito de colesterol en el hígado.

ANALISIS QUIMICO
Se utiliza una intravenosa de Acido Etileno Diamino Tetracético (EDTA) en el organismo para el tratamiento de las diversas enfermedades y padecimientos causados por depósitos de calcio en las arterias y por la acumulación de metales pesados.

El EDTA tiene la particularidad de atrapar en su molécula, iones de minerales y metales bivalentes que se encuentran en la circulación, en las paredes de las arterias o en las articulaciones, pero no puede afectar el calcio del hueso. Esta sustancia, que es un aminoácido, al captar el calcio depositado, devuelve su elasticidad a las arterias. De esa manera se promueve una mejor nutrición de las células y se vuelven a poner en acción diversos sistemas enzimáticos antes reprimidos.


El tratamiento de quelación nació desde la época de la segunda guerra mundial. Originalmente se creó para tratamientos por intoxicaciones por metales pesados como: plomo, mercurio, cromo, cadmio, vanadio y otros. Y las personas que acudían a ese tratamiento para liberarse de esos metales perjudiciales a su organismo, descubrieron que también se curaban de otros problemas que sufrían, como la insuficiencia vascular y artritis. Esto llevó a que se investigara más a fondo su manera de acción, tanto directa como indirecta, con lo que se descubrieron otras maravillosas aplicaciones.

DETERGENTES
Sabemos que hay aguas que tienen disueltas una elevada proporción de sales de calcio y de magnesio; se las llama aguas duras. En esta clase de agua, el jabón precipita, o sea, se insolubiliza. La causa de este comportamiento es que la sal de sodio o potasio que forma el jabón se combina con los iones calcio o magnesio del agua y forma sales de estos metales, que son insolubles.


Los detergentes son semejantes a los jabones porque tienen en su molécula un extremo iónico soluble en agua y otro extremo no polar que desplaza a los aceites. Los detergentes tienen la ventaja, sobre los jabones, de formar sulfatos de calcio y de magnesio solubles en agua, por lo que no forman coágulos al usarlos con aguas duras. Además como el ácido correspondiente de los sulfatos ácidos de alquilo es fuerte, sus sales (detergentes) son neutras en agua.
La mayoría de los detergentes sintéticos son contaminantes persistentes debido a que no son descompuestos fácilmente por la acción bacteriana. A los detergentes que no son biodegradables se les llama detergentes duros y a los degradables, detergentes blandos.

El principal agente tensoactivo que se usa en los detergentes es un derivado del alquilbencensulfonato como, por ejemplo, el dodecilbencensulfonato de sodio (C12H25-C6H4-SO3Na). el cual puede hacer al detergente duro (no biodegradable, contaminante persistente) o blando (biodegradable, contaminante biodegradable), dependiendo del tipo de ramificaciones que tenga.

Un componente de los detergentes sólidos es el metafosfato llamado tripolifosfato de sodio, Na5P3O10, que contiene al ion (O3 P-O-PO2-O-PO3)5-. El ion trifosfato es de gran utilidad porque forma complejos solubles con los iones calcio, fierro, magnesio y manganeso, quitando las manchas que estos ocasionan en la ropa y ayudan a mantener en suspensión a las partículas de mugre de manera que pueden ser eliminadas fácilmente por el lavado.


Los detergentes hechos a base de fosfatos provocan un efecto destructor en el medio ambiente porque aceleran el proceso de eutroficación o eutrofización de las aguas de lagos y ríos. Como el uso de detergentes fosfatados ha generado problemas muy graves en el agua, algunos países han prohibido el uso de detergentes de este tipo.

La eutroficación o eutrofización (del griego eú, bien, y trophé, alimentación) es un proceso natural de envejecimiento de agua estancada o de corriente lenta con exceso de nutrientes y que acumula en el fondo materia vegetal en descomposición. Las plantas se apoderan del lago hasta convertirlo en pantano y luego se seca. Los problemas se inician cuando el hombre contamina lagos y ríos con exceso de nutrientes que generan la aceleración del proceso de eutroficación, que ocasiona el crecimiento acelerado de algas, la muerte de peces y demás flora y fauna acuática, generando condiciones anaeróbicas.


COMPUESTOS DE COORDINACION ANTICANCERIGENOS

CANCER:


La palabra cáncer deriva del latín, y como la derivada del griego carcinoma, significa 'cangrejo'. Se dice que las formas corrientes de cáncer avanzado adoptan una forma abigarrada, con ramificaciones, que se adhiere a todo lo que agarra, con la obstinación y forma similar a la de un cangrejo marino, y de ahí deriva su nombre. Se considera a veces sinónimo de los términos 'neoplasia' y 'tumor'; sin embargo, el cáncer siempre es una neoplasia o tumor maligno.



El cisplatino tiene la capacidad de bloquear la división incontrolada de las células cancerosas, que
es lo que produce el crecimiento de los tumores. El mecanismo de acción del cisplatino se debe a
una quelación del ADN (acido desoxirribonucleico), la molécula que contiene el código genético. El cisplatino es un compuesto amarillo brillante que se administra por vía intravenosa a los pacientes con cáncer. Destruye la capacidad de reproducción de las células cancerosas al cambiar la configuración de su ADN. El cisplatino se une a dos sitios de de una hebra de ADN, lo que provoca que se doble unos 33 grados y se separe del resto de la hebra.
En consecuencia, la estructura de doble hebra se dobla en el sitio de la unión. Los científicos suponen que esta distorsión en la estructura es un factor clave para evitar que las enzimas reparen el ADN de una molécula cancerosa e inhibir así su replicación. La célula dañada es destruida después por el sistema inmunológico del organismo. Aunque las celular normales también pueden afectarse por el cisplatino, por alguna razón tienen mayor capacidad de reparar el daño y reanudar su función normal.

Hablando del primer fármaco anticancerígeno metálico; su descubrimiento fue totalmente al azar cuando Barnett Rosenberg, profesor de Biofísica de la Universidad del estado de Michigan, examinaba el efecto de campos eléctricos en células en crecimiento. El hecho fue que el cultivo de células, que crecía en un aparato que contenía platino, comenzó a mostrar inhibición del crecimiento celular. Se descubrió que este efecto fue causado por un producto de electrólisis entre el platino de la celda y amonio del medio de cultivo; este producto fue identificado como cis-[PtCl2(NH3)2], comúnmente conocido hoy en día como Cisplatino.
La molécula como tal ya había sido sintetizada en 1844 por Michele Peyrone, sin embargo nunca se le había dado un uso en especial. Rosenberg sintetizó tres moléculas parecidas al cisplatino y comenzó a experimentar en tumores de ratas, encontrando que efectivamente tenían un efecto antitumoral. Las moléculas y la investigación fueron mandados al NCI, institución que escogió al cisplatino para pasar a las siguientes fases de investigación por ser el más activo. En 1971 el fármaco llegó a las pruebas clínicas, y para 1978 fue aprobado para el tratamiento de cáncer de ovario y testicular por la FDA.10 El segundo compuesto de naturaleza inorgánica fue el Carboplatino, introducido en la práctica clínica en 198111. Recientemente (2002) el Oxaliplatino también fue aprobado para su uso clínico como agente para quimioterapias12.

Por desgracia, el cisplatino puede ocasionar efectos colaterales peligrosos, como daño renal grave. Por consiguiente, se realizan esfuerzos para encontrar complejos relacionados que destruyan las células cancerosas con menos efectos en los tejidos sanos.

CONCLUSION

Un compuesto de coordinación está formado generalmente por un ión denominado complejo (lo que hace clara e intencionada referencia a la complicada estructura del mismo) y uno o varios contraiones (iones de carga opuesta a la del ión complejo). El interés de los compuestos de coordinación reside generalmente en las propiedades químicas y físicas del ión complejo, que además de tener unas propiedades químicas muy importantes, presenta propiedades físicas de gran interés, como un intenso color característico de cada complejo, una estructura cristalina bien definida e importantes propiedades magnéticas.
La química de coordinación es la parte de la química que se encarga del estudio de la formación, propiedades y reactividad de los complejos de coordinación formado entre un átomo o ion central y sus ligandos).
Dentro de la química de coordinación distinguimos la química de los elementos representativos (que también pueden ser coordinados), la química de los metales de transición y la química de las tierras raras (lantánidos y actínidos).
Los átomos centrales son con frecuencia metálicos (generalmente cationes de metales de transición). Los ligandos pueden ser tanto moléculas orgánicas como inorgánicas, y generalmente son especies neutras o aniones.
La química de coordinación es importante por sus aplicaciones industriales (por ejemplo, en catálisis), y también es muy relevante para algunas enzimas (las metaloproteínas), en las que, con frecuencia, el centro activo es un metal coordinado por aminoácidos.
En cuanto a las aplicaciones médicas de los complejos, destacan por ejemplo algunos complejos de Platino, que presentan una marcada actividad antitumoral. Por su parte, el EDTA se puede utilizar como antídoto contra el envenenamiento por metales pesados, ya que forma complejos estables con ellos, que se pueden disolver en agua y ser eliminados por el organismo a través la orina. Además, los complejos juegan un papel fundamental en la vida. Por ejemplo, los glóbulos rojos que el grupo hemo, complejo de hierro que, al oxidarse formando un nuevo complejo es capaz de transportar el oxígeno que las células del organismo necesitan para vivir. A partir de este punto, es fácil comprender por qué el monóxido de carbono es letal para los seres vivos. Al ser un ligando muy fuerte, cuando se respira se fija al hierro del grupo hemo y lo bloquea, incapacitando al glóbulo rojo para transportar oxígeno. Cuando se está en una atmósfera de monóxido de carbono, se produce la muerte por asfixia de forma rápida.


BIBLIOGRAFIA


Química, Raymond Chang, Edit. McgrawHill, sexta edición
Química Orgánica, José A. Casanova, Edit. Universitaria UASD
www.geocities.com/aedici/Compuestos-de-coordinación
www.textoscientificos.com/quimica/inorganica